Реферат по теме: вода и ее химический состав

Скачать 164.48 Kb.

Название	Реферат по теме: вода и ее химический состав
Дата публикации	08.05.2015
Размер	164.48 Kb.
Тип	Реферат

100-bal.ru > Химия > Реферат

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Лицей №43»

РЕФЕРАТ

по теме:

ВОДА И ЕЕ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Выполнила: ученица 10 Б класса,

Мещерякова Е.О.

Проверил: Ивлев В.И.

Оценка:______________

Саранск 2014
Содержание

Введение…………………………………………………………………………………3

1 Понятие и состав воды………………………………………………………………4

2 Классификация вод………………………………………………………………….4

3 Физические свойства воды…………………………………………………………..4

4 Химические свойства воды……………………………………………………………5

5 Круговорот воды в природе…………………………………………………………7

6 Примеси, содержащиеся в воде………………………………………………………7

7 Примеси, приносящие вред живым существам………………………………………8

8 Примеси, приносящие вред технике…………………………………………………9

9 Норматив воды………………………………………………………………………9

Заключение……………………………………………………………………… ……12

Список использованной литературы………………………………………….. …….13

Введение
Вода — это источник жизни всех живых существ на земле. Вода, как и воздух, неразделимо связана с существованием жизни на Земле. Без неё прожить, как правило, невозможно. Большинство процессов в природе протекают с участием воды или в водной среде. Вода необходима для жизни и деятельности человека. Но в последнее время все чаще деятельность человека приводит к тому, что большие объемы воды оказываются загрязненными, и это пагубно влияет на окружающую среду и, в первую очередь, на живые организмы.

В результате антропогенного воздействия в воде содержится большое количество химических соединений, опасных для здоровья. Чтобы обезопасить себя от попадания в организм различных вредных веществ, растворенных в воде, в специализированных лабораториях производится полный анализ воды на содержание посторонних примесей. И на основе полученных данных делаются выводы о пригодности или непригодности исследованной воды.

В рамках данной темы мы рассмотрим основные виды вод, их химический состав и основные типы загрязнителей.

1 Понятие и состав воды
С точки зрения химии, вода – это бинарное неорганическое соединение, которое состоит из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода, т.е. имеет формулу H₂O. При нормальных условиях представляет собой жидкость, не имеет ни запаха, ни цвета, ни вкуса.

Вода – единственное вещество, которое может существовать в природе в зависимости от температуры и давления во всех трех агрегатных состояниях - жидком, твердом или газообразном. В твердое состояние (лед, снег) вода переходит при 0°С, а в газообразное (пар) – при 100°С. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов, такое явление можно наблюдать на гидрофильных поверхностях (смачиваемых водой).

Вода является хорошим сильнополярным растворителем, поэтому в природных условиях всегда содержит растворенные вещества, как органического, так и неорганического происхождения, чаще всего, газы или соли.
2 Классификация вод
Воду классифицируют по различным признакам: особенностям происхождения, состава или применения.

По содержанию катионов кальция или магния, обуславливающих общую жесткость, воды подразделяется на мягкую и жесткую.

По изотопам водорода, входящих в состав молекул воды, она делится на легкую (соответствует обычной воде по составу), тяжелую (дейтерированную) и сверхтяжелую (тритиевая).

По содержанию растворенных в воде веществ, она делится на три типа: пресную, соленую и рассолы.
3 Физические свойства воды
Вода в нормальных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние, тогда как аналогичные водородные соединения являются газами (H₂S, CH₄, HF). Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27′).

Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей — две из них образует атом кислорода и две - атомы водорода. Количество водородных связей и их разветвлённая структура определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования. Если бы не было водородных связей, вода, на основании места кислорода в таблице Менделеева и температур кипения гидридов аналогичных кислороду элементов (серы, селена, теллура), кипела бы при - 80 °С, а замерзала — при - 100 °С.

Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая в этом только ртути. Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

Вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.
4 Химические свойства воды
Вода является наиболее распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит — и кислоту и основание одновременно (катион H⁺анион OH⁻).

Воду можно получить в ходе реакций:
2H₂O₂ → 2H₂ + O₂↑
Под воздействием очень высоких температур или электрического тока (при электролизе), а также под воздействием ионизирующего излучения, как установил в 1902 году Фридрих Гизель при исследовании водного раствора бромида радия, вода разлагается на молекулярный кислород и молекулярный водород.
NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

2CH₃COOH + CaCO₃ → Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂↑
В ходе реакций нейтрализации:
H₂SO₄ +2KOH → K2SO₄ + 2H₂O
HNO₃ + NH₄OH → NH₄NO₃ + H₂O
2CH₃COOH + Ba(OH)₂ → Ba(CH₃COO)₂ + 2H₂O
Восстановлением оксидов металлов водородом:
CuO + H₂ → Cu + H₂O
Вода реагирует с активными металлами (натрием, калием, литием, кальцием и др.) при комнатной температуре:

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂↑

Взаимодействует с фтором и межгалоидными соединениями
2H₂O + 2F₂ → 4HF + O₂
H₂O + F₂ → HF + HOF
3H₂O + 2IF₅→ 5HF +HIO₃
9H₂O + 5BrF₃ → 15HF + Br₂ + 3HBrO₃
Реагирует с солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз:

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Вода реагирует при нагревании с менее активными металлами (железом, магнием и др.)
4H₂O + 3Fe → Fe₃O₄ + 4H₂↑

5 Круговорот воды в природе

После воздуха вода - самое подвижное вещество. Она находится в состоянии непрерывного движения – круговорота, совершая путешествия на огромные расстояния. Под действием солнечного тепла вода испаряется с поверхности морей, водоемов, рек, почв и растений. Образующийся при этом водяной пар собирается в верхних слоях атмосферы в облака, которые переносятся ветрами, а затем в виде дождя или снега выпадают над материками. Выпавшие осадки попадают в водные системы, просачиваются в почвы и образуют грунтовые и подземные воды. Выходя из-под земли на поверхность, она попадает в реки и ручейки, которые несут ее снова в моря и океаны.

Примерно 1/3 всей энергии, которую Земля получает от Солнца, расходуется на испарение воды с поверхности морей, океанов и внутренних водоемов. Огромные массы воды отдают обратно большое количество тепла без заметного изменения своей температуры, регулируя климат.

Однако как ни странно, вода до сих пор остается наиболее малоисследованным веществом природы. Но возможно, именно благодаря всем этим еще не до конца изученным "странностям" воды и возможно существование жизни.

6 Примеси, содержащиеся в воде

Природная вода содержит большое количество различных примесей. В 1 см.3 питьевой воды содержится приблизительно 10 тыс. млрд молекул примесей, поступающих в воду на разных этапах ее природного круговорота. При конденсации влаги в атмосфере, выпадении воды в виде дождя и снега в ней растворяются кислород, азот, диоксид углерода, а также составные вещества различных дымовых и отработанных газов. Проходя сквозь почву, вода встречается с составными частями пород (солями, силикатами) и органическими веществами, растворяя их.

В присутствии кислорода неметаллы преобразуются в минеральные и другие кислоты (угольную, азотную, серную, фосфорную). Кислоты, взаимодействуя с известняками и другими породами, создают бикарбонаты кальция, магния, железа, которые хорошо растворяются в воде. Силикаты из-за малой растворимости переходят в воду в меньшем количестве.

По химическому составу примеси природных вод делятся на минеральные и органические. К минеральным примесям относятся азот, кислород, углерод, сера в виде аммиака, метана, сероводорода; разные соли, кислоты и их основы, которые в водном растворе в значительной степени диссоциированы на ионы.

В значительных количествах природные воды могут содержать ионы Na⁺ и К⁺, которые, в отличие от ионов Са²⁺ и Мg²⁺, не образуют труднорастворимых соединений с анионами пищевого сырья. Ионы железа в природной воде могут быть в форме (Fе²⁺) и окисленной (Fе³⁺) форме. В подземных водах железо обычно находится в ионной форме в виде Fе²⁺, которое в присутствии растворенного кислорода окисляется до Fе³⁺ и гидролизируется в труднорастворимый гидроксид, образующий коллоидный раствор или тонкодисперсную суспензию. В поверхностных водах железо может входить в состав органических веществ, в присутствии которых развиваются железобактерии. Значительной частью солевых компонентов воды являются НСО^3-, СО^2- и гидратированный диоксид углерода Н₂СО₃ (угольная кислота).

Природная вода содержит также различные газы природного происхождения, растворимость которых в воде зависит от химической природы газов, температуры, степени минерализации воды и давления, под которым газ находится над водой. Хорошо растворимы в воде СО₂ и Н₂S, которые, как правило, образуют с водой угольную и сероводородную кислоты.

Плохо растворяются СН₄, N₂, O₂, Н2, Ar, Не. Они практически не вступают с водой в химическое взаимодействие и находятся в ней в молекулярно-дисперсном состоянии. С повышением температуры и увеличением состава минеральных веществ растворимость газов уменьшается.

Таблица 1.

Важнейшие ионы природных вод

группа	катион	анион	Концентрация, мг/кг
1	Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺,	HCO₃^-, Cl^-, SO₄^2-	От нескольких единиц до десятков тысяч
2	NH₄⁺, Fe²⁺, Mn²⁺	HSiO₃^-, F^-, NO₃^-, CO₃^2-	От десятых долей до единиц
3	Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Al³⁺	HS^-, I^-, NO₂^-, H₂PO₄^-	Менее десятых долей

7 Примеси, приносящие вред живым существам.

К вредным примесям, которые могут присутствовать в воде, относят:

тяжелые металлы, которые попадают в жидкость из-за активно работающей промышленности, большого количества автомобилей с их выхлопными газами. Чаще всего это ртуть и свинец.
пестициды. Попадают в живительную влагу вместе с результатами сельскохозяйственной деятельности.
нитриты, нитраты, фосфаты и полифосфаты. Также результат сельскохозяйственной деятельности человека. В данном случае, это удобрения, которые попали в водоемы вместе с осадками.
хлор и хлористые соединения. Тут понятно, что сам человек, в целях своей безопасности, добавляет данные вещества в воду. Так убиваются микробы, бактерии в жидкости, она становится безопасной в биологическом плане.

8 Примеси, приносящие вред технике.

Сюда относятся такие составляющие жидкости, как:

соли жесткости. Это, прежде всего, накипь в чайнике, стиральных, посудомоечных машинах, бойлерах, утюгах и т.д.
растворенное в жидкости железо активизирует процессы коррозии.
растворенный кислород. Также способствует коррозии.
кислотность воды. Опять же, активизирует коррозию.
механические частицы. Это ржавчина, песок, окалина и т.д. Могут нарушить работу бытовой техники, привести к ее засорению и поломке.

9 Норматив воды

Таблица 2. Допустимые количества основных примесей, содержащихся в воде:

Параметр	Содержание
Мутность	До 1,5 мг/л
Цветность	До 20 град.
Запахи и привкусы
Хлориды	До 350 мг/л
Сульфаты	До 500 мг/л
Остаточный алюминий	До 0,5 мг/л
Водородный показатель	6,5 – 8,5
Общая жесткость	До 7 мг – экв/л
Фтор При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание эндемическим флюрозом. При концентрации 1,4 - 1,6 мг/л у некоторых лиц на отдельных зубах отмечаются желто-коричневые пятнышки. При значениях значительно ниже оптимальных развивается кариес зубов.	0,7 – 1,5 мг/л
Железо Избыток придает воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма.	До 0,3 мг/л
Марганец Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают элеобриотоксическое и гонадотоксическое воздействие на организм.	До 0,1 мг/л
Бериллий	До 0,0002 мг/л
Молибден При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру и молибденовую болезнь.	До 0,05 мг/л
Мышьяк	До 0,05 мг/л
Свинец	До 0,1 мг/л
Селен	До 0,001 мг/л
Стронций При концентрации свыше 7 мг/л вызывает уровскую болезнь, рахит, ломкость костей.	До 2 мг/л
Медь При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.	До 1 мг/л
Цинк При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.	До 5 мг/л
Нитриты	До 3,3 мг/л
Нитраты При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак желудка, у детей возникает заболевание водно-нитратной метгемоглобинемией (нарушение окислительной функции крови).	До 45 мг/л
Сумма галогенсодержащих соединений	До 0,1 мг/л
Хлороформ	До 0,06 мг/л
Четыреххлорный углерод	До 0,006 мг/л
Нефтепродукты	До 0,3 мг/л
Летучие фенолы	До 0,001 мг/л
Кремний При превышении делает воду непригодной для питания котлов из-за образования силикатной накипи.	До 10 мг/л
Кадмий При превышении концентрации вызывает болезнь «Итай-итай».	До 0,001 мг/л
Ртуть При больших эначениях возникает болезнь Минамата.	До 0,0005 мг/л
Аммиак Аммиак растительного или минерального происхождения не опасен в санитарном отношении. Если же он образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья.	До 2 мг/л
Серовород Появление его в поверхностных водах может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод. При концентрации 0,5 мг/л появляется неприятный запах, интенсифицируется процесс коррозии и зарастания трубопроводов.	Не более 0,003 мг/л

Заключение

В результате данной работы мы познакомились с физическими и химическими свойствами воды, ее особенностями и некоторыми способами ее получения в лабораторных условиях.

Также мы определили классификационные признаки воды и установили, на какие группы вода может подразделяться.

Мы выяснили, какие химические вещества могут растворяться в воде и влиять в большой степени на ее свойства и пригодность к использованию, определили допустимое их содержание.

Список использованной литературы
1 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0

2 Стадницкий Г.В., Родионов А. И. Экология: учебное пособие для вузов – 3-е изд. – СПб: Химия, 1997. – 240 с.

3 Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л: Химия, 1985. – 528 с.

4 http://filter-water.by/informacija-o-vode-i-filtrah-lbr/interesno-o-vode-lib/vrednye-primesi-v-vodoprovodnoj-vode-lbr/

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Урок Химический состав клетки. Вода и органические соединения: углеводы... Интегрирующая цель: выявить, какие химические элементы входят в состав клеток и их биологическое значение; изучить биологические...		Реферат По теме: «Химический состав продуктов и подготовка продуктов для приготовления теста» Все мучные изделия являются важным источником углеводов – крахмала, а некоторые из них – сахаров
	Лабораторная работа «Химический состав клетки» Многообразие живых организмов. Основные свойства живых организмов: клеточное строение, сходный химический состав, обмен веществ и...		Урок по теме: «Опорно-двигательная система. Строение, состав и свойства костей» Цель урока: изучить состав и функции опорно-двигательной системы, химический состав, строение и свойства костей
	Реферат Природные лекарства Лекарственные растения: химический состав и действие на организм человека		Реферат Природные лекарства Лекарственные растения: химический состав и действие на организм человека § 3 Вкусные лекарства
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок по теме: " Химический состав, неорганические и органические вещества клетки "		Урок по теме: «Химический состав клетки» Цели урока Формирование у учащихся знаний о химическом составе клеток, значении неорганических и органических веществ в клетке
	Конспект №1 «Химический состав клетки» В состав живых организмов входит большая часть химических элементов Периодической системы Д. И. Менделеева. Для 24 известны функции,...		Реферат Отчет 33 с., 2 ч., 26 рис., 2 табл., 7 источников Ключевые слова: фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения...
	Реферат по химии на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны...		Реферат По теме: «Доливайка в помощь маме» Вода в кофемашине заканчивается в самый неподходящий момент и раздражающе для нас всех начинает мигать красный «огонек – капелька»...
	Реферат по исследовательской работе на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны...		Тест по теме «Строение и химический состав клетки» Цель урока: систематизировать сведения о химических свойствах металлов, рассмотренных при изучении материала курса химии 8, 9 классов,...
	Реферат по теме «Вода. Снег. Лёд» Вода встречается на Земле везде. 71% земной поверхности занимает Мировой океан. Под влиянием солнечного тепла часть воды постоянно...		Урок по теме. Цель урока: изучить состав, строение, свойства, области... Тсо (ноутбук, мультимедийный проектор), школьный химический эксперимент (ученический), опорные конспекты, тестовые задания по материалам...

Реферат по теме: вода и ее химический состав

Похожие: